四、原型模式

原型模式

定义：用原型实例指定创建对象的种类，并且通过拷贝这些原型创建新的对象。

解释：给定一个原型对象来指明所要创建的对象的类型，然后用拷贝这个原型对象的方法来创建出更多的同类型对象。

Java中原型模式的实现

在JAVA里,通过克隆(Clone())方法来实现原型模式。

任何类，要想支持克隆，必须实现一个接口 Cloneable，该接口中有clone()方法，可以在类中重写自定义的克隆方法。

两种不同的克隆形式：

• 浅拷贝：拷贝出来的对象实例和原型对象是一模一样的。在浅拷贝中，如果原型对象的成员变量基本类型，那么就直接复制，如果是复杂的类型（枚举、对象、数组）就只复制对应的内存地址。无论原型对象还是克隆后的对象，只要是修改了复杂的数据类型，那么两个对象会同时被修改，因为它们共享同一地址值。
• 深拷贝：拷贝出来的对象实例和原型对象也是一模一样的，但是没有任何关联，修改其中一个对象，不影响另一个对象。

浅拷贝

在java中浅拷贝只需要实现Cloneable接口调用Object的clone方法即可

浅拷贝代码实现：

public class Monkey implements Cloneable{
    private int age;
    private String name;
	//省略get、set方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

深拷贝

在JAVA怎么做到深度克隆了？通过序列化（Serialization）等方式来进行深度克隆。这个时候要聊一聊什么是序列化了。简单的讲就是序列化就将对象写到流的一个过程，写到流里面去（就是字节流）就等于复制了对象，但是原来的对象并没有动，只是复制将类型通过流的方式进行读取，然后写到另一个内存地址中去。

深拷贝代码实现：

public class Monkey implements Cloneable,Serializable{
    private int age;
    
    private Child child;
	//省略get、set方法
    public Monkey deepCopy() throws Exception{
        //将对象写入流中
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(this);
        //将对象从流中取出来
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return (Monkey) ois.readObject();
    }
}

原型模式的优缺点

优点

使用原型模型创建一个对象比直接new一个对象更有效率，因为它直接操作内存中的二进制流，特别是复制大对象时，性能的差别非常明显。

隐藏了制造新实例的复杂性，使得创建对象就像我们在编辑文档时的复制粘贴一样简单。

缺点

由于使用原型模式复制对象时不会调用类的构造方法，所以原型模式无法和单例模式组合使用，因为原型类需要将clone方法的作用域修改为public类型，那么单例模式的条件就无法满足了。

使用原型模式时不能有final对象。

Object类的clone方法只会拷贝对象中的基本数据类型，对于数组，引用对象等只能另行拷贝。这里涉及到深拷贝和浅拷贝的概念。